「精准营养」正在崛起!
预防和干预的重要性
在人类基因谱图绘制完成之后,有学者提出“所有疾病可视为基因病”,疾病是环境和基因相互作用的结果,可从基因层面探究病因。虽然,我们无法改变自己的基因,但却能通过食物营养、生活习惯和环境因素的改变来影响基因表达,从而改变基因对健康或疾病的影响方式,其中以食物和基因交流最为持久、影响最为深远。
近年来,伴随着基因、转录、代谢、蛋白质和微生物等各种组学以及大数据分析技术的发展,有效地促进了人们对疾病发生过程的认识,也为实现基于个体特征进行有效营养干预提供了可能。
精准营养与基因遗传疾病
目前,国际诊断明确的单基因遗传病多达6600余种,其中大多由于营养代谢通路的基因变异致其功能异常,影响生理机能,从而产生疾病。常见的单基因遗传性疾病包括苯丙酮尿症、半乳糖血症、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏症、抗维生素D性佝偻病、遗传性血色素沉着病等。由于单基因遗传病的病因学、疾病特征相对明确,诊断后进行相应精准营养干预往往能够达到较好的预防和治疗效果。
如苯丙酮尿症因其先天性代谢缺陷不能将苯丙氨酸转化为酪氨酸,主要通过饮食疗法控制血液中苯丙氨酸含量,以低或无苯丙氨酸的食物为主要蛋白来源,并联合补充酪氨酸进行治疗[1];典型性半乳糖血症婴幼儿可通过避免摄入富含半乳糖的母乳、牛乳和普通奶粉等,替换为使用豆浆、米粉等喂养,并适当补充钙剂和维生素等,从而降低半乳糖代谢产物对肝、肾、眼睛及脑组织的损伤和婴幼儿的死亡风险,促进其正常发育和健康成长;遗传性血色素沉积症患者则减少富含铁或者促进铁吸收的食物;佝偻病患者可通过补充1,25-二羟维生素D和磷酸盐促进其骨骼正常生长发育等,从而达到控制疾病病程进展、维持和促进健康的目标。
对于遗传性营养代谢异常相关的疾病,越早干预预后效果越好,而精准干预能够预防和控制疾病发生发展,进而维持正常生长发育。
精准营养与慢性代谢性疾病
随着生物医学的发展和对疾病发病机制和机理的深入认识,发现营养代谢异常失衡是多种慢性代谢性疾病、罕见单基因遗传疾病、急性病的重要致病因素,而相应营养干预能有效地预防和控制相关疾病发生,减缓疾病进展状态,说明了营养因素对疾病预防控制的作用和价值。
以糖尿病患者为例,高糖、高脂肪和低纤维均是造成患者血糖过高的主要原因。糖尿病患者往往以有效控制血糖,尤其是餐后血糖浓度为主要目标,并避免血糖水平在日间具有较大幅度水平的波动,从而减少血糖波动对靶向器官的影响。当前,选择低血糖指数、富含膳食纤维的蔬果、全谷物、坚果及豆类且避免精制主食、红肉、加工肉类、饱和脂肪及添加糖食品的健康膳食模式在T2DM国内外指南中都是主要的营养原则。
虽然,这些理念在宏观上一定程度降低了人群的慢性代谢性疾病负担,但却难以兼顾不同个体的营养代谢差异及其对于生活方式和药物干预的不同反馈。在《细胞》杂志(Cell)发表的一项来自以色列魏兹曼研究所(Weizmann Institute)科学家考察不同个体特征对餐后血糖影响的研究论文,发现根据相关的个体特征进行个性化的血糖干预指导,其效果显著好于传统经验的血糖控制方案[3],这为今后糖尿病患者和健康人群进行精准的葡萄糖控制提供了重要思路。
尽管目前研究数量较有限,且多数研究的结论尚需进一步重复验证,但精准营养的理念应用于T2DM研究已显示了广阔的前景。
精准营养与普通人群
相对于疾病人群,普通人群对营养的需求主要侧重于对疾病的预防、满足基本生理需求和生长发育需要,达到机体营养平衡。对于普通人群,精准营养干预依赖于其营养状态、生活习惯和遗传因素的共同作用。要实现针对个体的精准营养干预同样需要精准的营养水平衡量方案、稳定而灵敏的能反映营养水平的效应生物标志物,以及准确的测定方法和安全有效的干预方法。
中国营养学会曾结合我国人口膳食特征、不同年龄和性别人群生理需求状况以及营养学研究进展,制定和完善了适合我国人口营养需求的《中国居民膳食指南(2016)》,并发布了《中国居民膳食营养素参考摄入量(2013版)》,相关标准是基于人群调查和研究数据制定,以满足人群预防已知营养缺乏疾病的需求,这为精准营养干预提供了基准。
但随着科技发展对疾病认识的深入,发现相关标准并不能完全满足不同个体的营养需求。2015年11月刊登在《Cell》杂志的文章,通过采集参与者的血样、粪便,以及血糖数据、肠道菌群等多项数据,并使用调查问卷、App等形式收集食物、锻炼以及睡眠数据分析,发现通过大规模数据收集可帮助制定更加精准、个性化的膳食建议,干预效果优于传统专家建议。因此,应在相关标准基础上根据不同个体生物学背景和生理状态制定更加合理的营养需求摄入和干预标准。
总的来说,精准营养的目标在于针对特定的个体、在正确的时间提供科学合理的精细化营养干预方式,对潜在疾病进行预防和控制,达到促进人群健康、改善临床疾病状态的效果,具有重要的社会价值和科学意义,是营养科学今后的重点发展方向之一。